CN1206825C - 基于可调波长变换器的光包交换网络节点结构 - Google Patents
基于可调波长变换器的光包交换网络节点结构 Download PDFInfo
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Abstract
一种基于可调波长变换器的光包交换网络节点结构，节点输入光纤通过分波器分成多路后各连接一个可调波长变换器，每个波长变换器输出端通过一个分波器与不同长度的光纤延时线相连，每组光纤延时线的输出端各经一个合波器和一个可调波长变换器后与光开关矩阵连接，光开关矩阵输出端连接与节点输入端相同数目的合波器将光信号输出到目的节点。本发明采用可调波长变换器实现光包的选路和转发，采用多个波长合波器、分波器进行光纤延时线选择，有效解决了端口竞争问题，减少光开关矩阵的规模，降低和避免光开关矩阵对节点性能的不利影响，可通过光纤互联构成各种形式的光网络结构，应用于骨干光网络、城域光网络和光接入网络中。
Description
技术领域
本发明涉及一种光包交换网络节点结构，尤其涉及一种基于可调波长变换器的光包交换网络节点结构，可以构成各种形式的光网络，应用于光通信技术领域。
背景技术
随着社会的发展和科技的进步，宽带视频、多媒体业务、基于IP的实时/准实时业务等新兴宽带数据业务的社会需求不断增长。高速全光通信网络已成为通信网络的发展趋势。在众多的网络技术实现方案中，基于光纤波分复用(WDM)的全光网络方案能提供高速、大容量的传输及处理能力、良好的透明性、波长路由特性、兼容性和可扩展性，可以在很长的时间内适应高速宽带业务的带宽需求，成为下一代高速甚至超高速宽带网络的首选。
目前，在光纤交叉连接(OXC)和光分插复用设备(OADM)上的交换是基于波长的光交换，业务上的交换由下层的电路由器完成，交换速率受核心路由器背板速率和数量的制约，且结构复杂、设备的成本高，成为电子瓶颈。为了解决电子瓶颈限制问题，实现全光交换，近几年在光交换中引入了光包交换技术。光分组交换的引入被看作是与电分组系统的竞争，光分组交换适应了带宽需求增长的要求。光分组网络能在WDM的基础上提供统一的技术，支持高流量的骨干交换机与路由器以及互联的链路，具有可升级和灵活性等新一代光网络的最关键的技术指标。
目前已经有很多人提出了光包交换网络节点的结构，这些网络节点结构通常由合波器、分波器、光开关矩阵、光纤延时线等组成。光包交换网络节点的关键技术在于降低光包丢失率，降低网络节点的阻塞概率，也就是对竞争问题的解决。由于光存储器件还处于研究阶段，常用的解决竞争的方法主要是使用光纤延时线，在实际方案上，目前使用光纤延时线构成的光包交换网络节点的结构复杂，特别光开关矩阵的规模大。管理调度难度大。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提出一种基于可调波长变换器的光包交换网络节点结构，降低光开关矩阵的规模，减小光包交换网络节点管理调度难度，降低网络阻塞率和光包丢失率，提高网络性能。
为实现这样的目的，本发明在光包交换节点采用了多个合波器、分波器、可调波长变换器、光开关矩阵、光纤延时线。
节点输入光纤通过分波器分成多路，每路光纤各连接一个可调波长变换器，每个波长变换器输出端通过一个分波器与不同长度的光纤延时线相连，这些光纤延时线再分为数组，每组光纤延时线的输出端再连接一个合波器，每个合波器输出端各连接一个可调波长变换器，可调波长变换器的输出端与光开关矩阵连接，光开关矩阵输出端连接与节点输入端相同数目的合波器将光信号输出到目的节点。上面提到的各器件之间均通过光纤连接。每个输入端口的输入波长使用单独的一组光纤延时线。
当光包到达输入端口后，根据光包的目的节点选择相应的输出端口，确定端口状态，如果该输出端口空闲，不使用光纤延时线，选择相应的波长，使光包直接通过节点输出；如果该输出端口被占用，则考虑使用光纤延时线将该光包缓存。决定使用延时线后，先检查所有光纤延时线的状态，确定各延时线中到对应输出端口的光包的时间，确定该光包可以使用的时段，然后检查该输入端口配对的各条光纤延时线状态，找到符合要求可以使用的延时线，通过可调波长变换器将该光包变换到可以通过波长分波器的相应波长进入延时线。与每个输入端口对应的延时线的输出通过几个光合波器输出，可以有效的解决同一个输入端口之间的竞争问题。如果没有满足要求的延时线，则丢弃该光包。从延时线输出的光包再通过一个可调波长变换器后将光包的波长变换到满足节点输出端口要求的波长后通过光开关矩阵输出。
本发明使用快速可调激光器来构成可调波长变换器，实现光包的选路和转发，多个波长合波器、分波器进行光纤延时线选择，具有良好的效果。本发明使用多个可调波长变换器和光合波器及分波器与光纤延时线进行组合，对端口竞争问题做了一个有效的解决。这种方案结构简单明了，功能强大，能将实现竞争解决和光包路由功能有机的结合起来，同时减少光开关矩阵的规模，降低和避免光开关矩阵对节点性能的不利影响。
本发明提出的光包交换网络节点结构应用通过光纤互联，可以构成各种形式的光网络结构，如光环网、光多环网和光网格网等，可以应用于骨干光网络、城域光网络和光接入网络中。
附图说明
图1为本发明涉及的光包交换网络节点结构示意图。
如图1所示，本发明在光包交换节点采用了多个合波器、分波器、可调波长变换器、光开关矩阵和光纤延时线。节点输入光纤通过分波器分成多路后各连接一个可调波长变换器，每个波长变换器输出端通过一个分波器与不同长度的光纤延时线相连，每组光纤延时线的输出端各经一个合波器和一个可调波长变换器后与光开关矩阵连接，光开关矩阵输出端连接与节点输入端相同数目的合波器将光信号输出到目的节点。各器件之间均通过光纤连接。
具体实施方式
为了更好的理解本发明的技术方案，以下结合附图对实施方式作进一步的描述。
如图1所示，本发明在光包交换节点采用了多个合波器、分波器、可调波长变换器、光开关矩阵、光纤延时线。节点输入光纤通过分波器分成多路后每路光纤各连接一个可调波长变换器，每个波长变换器输出端连接一个分波器，与不同长度的光纤延时线相连，这些光纤延时线再分为数组，每组的输出端再连接一个合波器，每个合波器输出端各连接一个可调波长变换器，然后波长变换器的输出端与光开关矩阵连接，光开关矩阵输出端连接与节点输入端相同数目的合波器将光信号输出到目的节点。上面提到的各器件之间均通过光纤连接。
每个输入波长先后通过两个分波器及两个分波器之间的一个波长变换器完成延时线的选择，每个输入端口对应一组光纤延时线，每组延时线输出时通过几个光合波器输出，以解决同一个输入端口延时线之间的竞争问题。光合波器输出端连接一个可调波长变换器和光开关矩阵，对输出的光包实现路由功能送往相应的输出端口输出。
以一个2根光纤的光包交换网络节点为例，即附图中的M＝2，每根光纤使用8个波长，即N＝8，波长数从λ1到λ8。网络节点的单根输入光纤的8路波长通过分波器后每个波长通路上各连接一个可调波长变换器，每个波长变换器输出端连接一个分波器，与长度分别为GL(其中G＝1，2，3…8；L为一个延时线长度的基本单位8)的光纤延时线相连，这些光纤延时线再分为K＝3组，延时线数目分别是2，3，3，每组的输出端再连接一个合波器，每个合波器输出端各连接一个可调波长变换器，然后波长变换器的输出端与一个T*T(T＝K*M*8，本实施例中M＝2，K＝3，故T＝48)的光开关矩阵连接，光开关矩阵输出端连接与节点输入端相同数目的合波器将光信号输出到目的节点。上面提到的各器件之间均通过光纤连接。每个输入端口的输入波长使用单独的一组光纤延时线。当光包到达输入端口后，根据光包的目的节点选择相应的输出端口，确定端口状态，如果该输出端口空闲，不使用光纤延时线，选择相应的波长，使光包直接通过节点输出；如果该输出端口被占用，则考虑使用光纤延时线将该光包缓存。决定使用延时线后，先检查所有光纤延时线的状态，确定各延时线中到对应输出端口的光包的时间，确定该光包可以使用的时段，然后检查该输入端口配对的各条光纤延时线状态，找到符合要求可以使用的延时线，通过可调波长变换器将该光包变换到可以通过波长分波器的相应波长进入延时线。与每个输入端口对应的延时线的输出通过几个光合波器输出，可以有效的解决同一个输入端口之间的竞争问题。如果没有满足要求的延时线，则丢弃该光包。从延时线输出的光包再通过一个可调波长变换器后将光包的波长变换到满足节点输出端口要求的波长后通过光开关矩阵输出。
Claims (1)
1、一种基于可调波长变换器的光包交换网络节点结构，其特征在于节点输入光纤通过分波器分成多路后各连接一个可调波长变换器，每个波长变换器输出端通过一个分波器与不同长度的光纤延时线相连，每组光纤延时线的输出端各经一个合波器和一个可调波长变换器后与光开关矩阵连接，光开关矩阵输出端连接与节点输入端相同数目的合波器将光信号输出到目的节点。
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